某门式刚架轻钢结构柱脚节点刚接加固设计与施工__58期刊(2)

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 弯矩：M (kN•m)    -176.8    -120.4
刚架梁梁连接节点
控制内力    轴力：N (kN)    -16.0    -24.9
    剪力：V (kN)    -6.2    -3.9
    弯矩：M (kN•m)    75.5    60.2
刚架柱柱脚节点
控制内力    轴力：N (kN)    -133.3    -132.3
    X向剪力：Vx  (kN)    23.7    27.5
    绕Y向弯矩：My  (kN•m)    0    -88.9
4. 外包式刚接柱脚节点加固处理及其计算分析
柱脚底板为-18mm×400mm×300mm，考虑钢筋保护层厚度30mm及植筋的操作空间，外包柱截面尺寸取550mm×450mm，混凝土设计强度等级取C25，钢筋选用HRB335。柱脚内力： -132.3kN， 27.5kN， -88.9kN•m。
4.1 柱脚底板长度和宽度验算
 =132.3*103/(400*300)=0.114N/mm2≤ 9.6N/mm2 ；可满足要求。
4.2 柱脚底板厚度验算
 18.0≥ =sqr(6*88.9*10/210)=5.04mm ；可满足要求。
4.3 柱脚锚栓仅视为安装固定之用，不进行计算。
4.4 栓钉计算
参照《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)第9.5.3条规定：“在柱脚部位，和柱脚向上一层的范围内，型钢翼缘外侧宜设置栓钉，栓钉直径不宜小于φ19，间距不宜大于200mm，且栓钉至型钢钢板边缘距离宜大于50mm。”本工程选用φ19栓钉(Q235)，栓钉高度取60mm，栓钉设四行两列，列间距70mm，行间距150mm。
H型钢柱截面尺寸：HN350X175X7X11
    栓钉承受剪力： =88.9×102/(35.0-1.1)=262.24kN
    栓钉极限承载力： 375N/mm2
    栓钉个数：4×2(个)，单个栓钉受剪承载力设计值计算：
    栓钉钉杆面积： =3.142×192/4/100=2.835cm2；
     =0.43×2.835×(28000×11.9)0.5/10=70.368KN；
 =0.7×2.835×375/10=74.426kN；
     =70.368 kN。
    单根栓钉承受剪力： 262.24/4/2=32.78kN<70.368kN，可满足要求。
4.5 植筋钢筋计算
4.5.1 垂直于弯距作用平面的受拉侧和受弯侧对称配置，单侧配筋面积As
 =(88.9+27.5*0.7)*106/ (470*300)=767mm?；
式中 为包脚高度，对轻型工字形截面柱 ≥2.0hc，取0.7m。
钢筋配置：选用2?20+?18，即
X向：2?20+?18， 782.5mm?；　
Y向：2?20+?18， 782.5mm?；（ 2257mm?， 0.91%）。
4.5.2 植筋的锚固深度
植筋的基本锚固深度 （混凝土结构加固设计规范 12.2.3）
                   ＝0.2*1.0*20*300/3.4＝353mm；
植筋的锚固深度设计值 （混凝土结构加固设计规范 12.2.2-2）
＝1.265*1.0*353＝446.5mm；取500mm。
用于植筋的钢筋混凝土构件最小厚度 ＝500+2*25＝550mm(注：D为钻孔直径),实际承台高度为1.45m，可满足要求。
4.6 箍筋配置
外包钢筋混凝土短柱中的箍筋参照型钢混凝土框架柱柱端箍

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